濕式電除塵技術(shù)

 　　濕式電除塵器(WESP)原理

　　濕式電除塵器是在克服噴水除塵器和靜電除塵器弊端的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它的工作原理與普通的除塵器一樣，主要涉及了懸浮粒子荷電、帶電粒子在電場(chǎng)里遷移和捕集，以及將捕集物從集塵器表面清除這三個(gè)基本過(guò)程。該過(guò)程大致為：通過(guò)進(jìn)氣口和氣流分布系統(tǒng)將含塵煤氣輸送到除塵器電場(chǎng)中，而水則在噴嘴的作用下呈霧狀噴入，其中噴嘴同時(shí)配置在進(jìn)氣口和電場(chǎng)的上方。在除塵器的入口部分，含塵煤氣中的粉塵會(huì)與水霧相碰撞，并以顆粒的形式落入到灰斗中。在電場(chǎng)區(qū)中，荷電水滴由于其電性在電場(chǎng)力的作用下會(huì)被集塵極捕獲落在集塵極板上，而煤氣中的粉塵在被荷電的水滴潤(rùn)濕后也會(huì)帶上電性，故其也會(huì)落在集塵極板上，而在集塵極捕獲到足夠多的水滴后則會(huì)在集塵極板上形成水膜，故被捕獲的粉塵先通過(guò)水膜的流動(dòng)流入灰斗中，然后再通過(guò)灰斗排入沉淀池中。

　　如圖1所示濕式電除塵過(guò)程，金屬放電極在直流高電壓的作用下，將其周?chē)鷼怏w電離，粉塵在電場(chǎng)中荷電并在電場(chǎng)力的作用下向集塵極運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到集塵極表面時(shí)。隨液體膜流下而被除去。因此，WESP運(yùn)行的三個(gè)階段與干式ESP相同——荷電、收集和清灰。然而，與振打清灰不同的是，WESP采用的是液體沖洗集塵極表面來(lái)進(jìn)行清灰。

圖1 濕式電除塵器示意圖

　　3 濕式電除塵工藝簡(jiǎn)介

　　3.1 濕式電除塵器

　　WESP從結(jié)構(gòu)上可分為兩種基本型式，即管式和板式(如圖2)。其中管式WESP只有垂直方向煙氣流(上升流或下降流)，而板式WESP設(shè)計(jì)既可以采用水平煙氣流也可采用垂直煙氣流。總的來(lái)說(shuō)，管式WESP比板式WESP效率更高且由于外形簡(jiǎn)單而占用更少的空間，成為濕式電除塵技術(shù)研究應(yīng)用的趨勢(shì)。

圖2 濕式電除塵器兩種基本結(jié)構(gòu)型式

　　兩種WESP的其它不同點(diǎn)在于：(1) 對(duì)于給定的除塵效率，電極長(zhǎng)度相同的前提下，管式WESP所允許的煙氣流速是板式WESP的兩倍；(2) 對(duì)于給定的除塵效率，管式WESP的局部干燥區(qū)比板式WESP要小。

　　管式WESP既可設(shè)計(jì)為垂直向上煙氣流也可設(shè)計(jì)為垂直向下煙氣流。在垂直向上煙氣流、管式WESP中，煙氣從底部進(jìn)入電除塵器并向上流動(dòng)，沖洗噴嘴即可置于裝置底部并向上噴淋，也可在電場(chǎng)上方設(shè)置向下噴淋的噴嘴。在垂直向下煙氣流設(shè)計(jì)中，煙氣從頂部進(jìn)入WESP中并向下流動(dòng)，噴嘴置于頂部并向下噴淋，方向與煙氣流同向。在某些場(chǎng)合，向下煙氣流設(shè)計(jì)會(huì)使連接煙道的使用 少化，但它需要在煙氣進(jìn)入煙囪之前設(shè)置一臺(tái)機(jī)械式除霧器來(lái)捕獲隨煙氣攜帶出來(lái)的水霧。相反地，一臺(tái)向上煙氣流、管式WESP具有捕獲亞微米液滴的能力，因而可作為一臺(tái)性能優(yōu)良的除霧器而不再需要增設(shè)任何機(jī)械式除霧器。

　　3.2 濕式電除塵器工藝應(yīng)用

　　濕式電除塵作為煙氣亞微離子、酸霧、二次粒子等污染物處理的把關(guān)工藝，通常與其他處理工藝結(jié)合運(yùn)用。例如，新型煙氣治理島工藝流程中濕式電除塵器(WESP) 有3種工藝布置形式：

　　工藝流程（一）：由脫硝、電除塵器、濕法脫硫、濕式電除塵器組成，煙氣從濕式電除塵器后進(jìn)入煙囪，如圖3所示。

圖3 新型煙氣治理島(濕式電除塵器)工藝流程(一)

　　工藝流程（二）：

　　由脫硝系統(tǒng)、低溫省煤器余熱利用裝置+低低溫電除塵器、濕法脫硫系統(tǒng)、濕式電除塵器組成，煙氣經(jīng)濕式電除塵器后進(jìn)入煙囪排放，如圖4所示。

圖4 新型煙氣治理島(濕式電除塵器)工藝流程(二)

　　工藝流程（三）：由脫硝、MGGH+低低溫電除塵器、濕法脫硫、濕式電除塵器、MGGH組成，煙氣由MGG升溫后進(jìn)入煙囪，如圖5所示。

圖5 新型煙氣治理島(濕式電除塵器)工藝流程(三)

　　4 濕式電除塵器發(fā)展趨勢(shì)

　　我國(guó)濕式電除塵技術(shù)發(fā)展迅速，從2009年著手研發(fā)至今，在短短幾年時(shí)間內(nèi)已有數(shù)臺(tái)工程業(yè)績(jī)，并且已有燃煤電廠(chǎng)1000MW機(jī)組的合同，蓄勢(shì)待發(fā)，大有雨后春筍的綿延之勢(shì)。已投運(yùn)濕式電除塵器的成功經(jīng)驗(yàn)表明，燃煤電廠(chǎng)在濕法脫硫后建設(shè)濕式電除塵器，完全可以作為煙囪前的末尾一道技術(shù)把關(guān)措施，在實(shí)現(xiàn)超低排放，全面解決煙塵、PM2.5、石膏雨、SO3、汞、多種重金屬、二噁英及多環(huán)芳烴（PAHs）等多種污染物問(wèn)題，為治理霧霾做出貢獻(xiàn)。

　　在國(guó)內(nèi)外對(duì)復(fù)合污染物日益重視的大背景下，國(guó)外許多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始重視WESP這一技術(shù)，并對(duì)其作了大量的深入研究，出現(xiàn)了諸如濕式膜電除塵、等離子體增強(qiáng)式電除塵、干濕復(fù)合電除塵等濕式電除塵新技術(shù)及裝備。

　?。ㄒ唬袷侥る姵龎m技術(shù)

　　膜電除塵理論 早由美國(guó)俄亥俄大學(xué)Pasict于1979年提出，該校學(xué)者經(jīng)過(guò)多年的研究，成功研發(fā)出了膜電除塵器，并申請(qǐng)了專(zhuān)利憫。這一除塵器采用可導(dǎo)電的炭纖維或硅纖維編織膜作為集塵極，水流通過(guò)毛細(xì)作用，均勻地分布在膜的表面，在收集粉塵時(shí)不會(huì)出現(xiàn)局部干燥區(qū)。避免了反電暈的形成，加強(qiáng)了極間電流的穩(wěn)定性。迸一步提高了除塵效率的同時(shí)，還能有效去除二氧化硫、氮氧化物、重金屬等有害物質(zhì)，使得在ESP中同時(shí)實(shí)現(xiàn)除塵、脫硫、脫硝一體化將成為可能。

　?。ǘ┑入x子體增強(qiáng)式電除塵技術(shù)

　　等離子體增強(qiáng)式電除塵技術(shù)是極具開(kāi)發(fā)意義的廣義電除塵技術(shù)，能同時(shí)除塵、脫硫、脫硝和凈化其他有害氣體．低溫的等離子體可以有效地產(chǎn)生高能電子、離子、自由基等多種分子激發(fā)態(tài)．煙氣中的粉塵在放電等離子體中荷電、捕集；煙氣中的有害成分如硫氧化物、氮氧化物、重金屬(如汞)、二惡英等在等離子體中被氧化．通過(guò)中和劑或吸收劑加以吸收。從而達(dá)到凈化。等離子體增強(qiáng)型電除塵器(PEESP)是電除塵技術(shù)和低能等離子技術(shù)的組合體。為一種新型的燃煤鍋爐煙氣除汞系統(tǒng)。與吸收式除汞技術(shù)相比。該技術(shù)有著能源使用率高和產(chǎn)生二次廢料少的優(yōu)點(diǎn)。

　　（三）干濕復(fù)合電除塵技術(shù)

　　綜合干式及濕式ESP兩者的優(yōu)點(diǎn)。美國(guó)電力研究所(EPRI)于20世紀(jì)90年代開(kāi)始研究干濕復(fù)合電除塵器(前級(jí)電場(chǎng)采用干式電除塵，末級(jí)電場(chǎng)采用濕式電除塵)，并從1994年開(kāi)始做了一系列中試試驗(yàn)，結(jié)果表明其對(duì)PM2.5的去除率達(dá)到95％，對(duì)氧化汞去除率50％，2000-2001年，EPRI在Mirant的Dickerson電廠(chǎng)建立了用于減少濁度的全尺寸復(fù)合ESP示范工程。性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)其對(duì)PM2.5和SO3，具有很高的去除效率，且濁度低達(dá)10％。2004年EPRI和CRCAT建造了干濕復(fù)合電除塵中試裝置。干濕復(fù)合電除塵技術(shù)可以在不需要額外增加活性碳/布袋技術(shù)裝備的前提下達(dá)到去除PM2.5，酸霧和汞的目的。

　　5 濕式電除塵技術(shù)適用領(lǐng)域

　　參考相關(guān)濕式電除塵器應(yīng)用報(bào)道與技術(shù)文獻(xiàn)，總結(jié)技術(shù)適用領(lǐng)域主要包括：

　?。ㄒ唬┯猩饘僖睙挸龎m

　　（二）硫酸工業(yè)酸霧處理

　?。ㄈ┺D(zhuǎn)爐煤氣煙塵除塵

　?。ㄋ模╀撹F行業(yè)高濕煙塵

　?。ㄎ澹┤济弘姀S(chǎng)煙氣除塵